前蛋白转化酶枯草溶菌素9 及其单克隆抗体调脂作用研究进展

郭玲玉 综述 张俊峰 审校

(上海交通大学医学院附属第三人民医院心血管内科，上海 201900)

心血管疾病在全世界是导致死亡的头号原因，占全球所有死亡人数的24%［1］，其中动脉粥样硬化引起的心脏病、脑卒中和外周动脉疾病是导致死亡的主要原因。高脂血症是动脉粥样硬化性心血管疾病的主要危险因子，60%的冠心病和40%的缺血性卒中都是由升高的低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)水平所致［2］。他汀类药物是目前降低LDL-C 最有效的药物，可以有效地降低心血管事件及病死率。但是，仍然有部分患者的血脂水平未能达标，尤其是LDL-C 基线水平十分高的个体和一些不能耐受他汀类药物的患者。因此，还需要其他药物治疗以降低LDL-C 水平，目前，有研究尝试他汀类药物联合依折麦布或烟酸或贝特类以强化调脂，但是结果显示临床获益有限［3-4］。前蛋白转化酶枯草溶菌素9(proprotein convertase subtilisin/kexin 9，PCSK9)可与低密度脂蛋白(LDL)受体(LDL receptor，LDL-R)结合，防止LDL 从血中清除，导致LDL 水平升高。因此，PCSK9 成为一个新型的降脂治疗靶点，其抑制剂PCSK9 单克隆抗体有望成为降低LDL 的新手段［5］。现就PCSK9 及其单克隆抗体的调脂作用研究进展进行综述。

1 PCSK9 及PCSK9 单克隆抗体的作用机理

1.1 PCSK9 的生物学特性及作用机理

PCSK9 是前蛋白转化酶枯草溶菌素家族的第9个成员，人类PCSK9 基因定位于染色体1p3213，长约22 kb，含有12 个外显子，编码含692 个氨基酸残基组成的前角蛋白转化酶，由信号肽(signal peptide，SP 1～30)、前结构域(prodomain，31～152)、催化结构域(catalytic domain，153～452)、羧基末端结构域(C-terminal，526～692)顺序连接而成。主要表达于肝脏、肾脏以及小肠［6］。PCSK9 突变形式多样［7］，有两种突变形式:(1)功能获得型突变，可增强PCSK9 对LDL-R 的降解，上调LDL-C 水平，导致高胆固醇血症;(2)功能缺失性突变，可削弱或灭活PCSK9 上调LDL-C 的能力，导致低胆固醇血症。

LDL-R 与LDL-C 结合后形成复合物由网格细胞胞吞入肝细胞内，然后LDL-R 与LDL-C 解离重新回到肝细胞表面。PCSK9 能与LDL-C 竞争性地结合肝细胞表面的LDL-R，PCSK9 的催化结构域能与LDL-R 的表皮生长因子A(epidermal growth factor A，EGF-A)相互作用形成复合物，PCSK9/LDL-R 复合物进入肝细胞到达溶酶体降解LDL-R，防止LDL-R 再循环到肝细胞膜表面［8］。降低了肝细胞表面的LDL-R，LDL-C 不能被肝脏清除，血液中的LDL-C 水平升高。

1.2 PCSK9 单克隆抗体的作用机理

编码PCSK9 的基因发生功能获得型突变后可增加对LDL-R 的降解，从而使肝细胞表面的LDL-R 下调，血浆LDL-C 水平升高［5］。因此，抑制PCSK9 的活性可以使血液中的LDL-C 水平降低。PCSK9 单克隆抗体通过特异性地与PCSK9 结合，从而阻断PCSK9与LDL-R 的结合，中断LDL-R 的内吞和降解作用，很大程度上降低了PCSK9 影响肝脏清除LDL-C 的能力，使得LDL-C 的清除率增加，从而降低LDL-C 水平。

2 PCSK9 单克隆抗体的临床研究进展

现阶段，研究最多的是Sanofi-Aventis 与Regeneron 公司合作开发的REGN 727 和Amgen 公司的AMG 145。这两种单克隆抗体已完成Ⅰ期、Ⅱ期临床研究，目前已进入Ⅲ期临床研究［9］。

2.1 REGN 727 的临床研究进展

2.1.1 REGN 727 的Ⅰ期临床研究

Stein 等［10］在2012 年3 月发表了对REGN 727 的3 项Ⅰ期临床研究结果。两项单剂量随机对照研究和一项多剂量随机对照研究。对72例健康志愿者进行了单剂量随机对照研究，给予REGN 727 静脉注射40例、皮下注射32例。在多剂量随机对照研究中对以下患者在第1、29、43 天分别给予REGN 727 皮下注射50 mg、100 mg、150 mg。成人杂合子家族性高胆固醇血症患者(21例)和无家族性高胆固醇血症患者(30例)，这两组正在接受阿托伐他汀治疗但是LDL-C 基线水平仍＞100 mg/dL(2.6 mmol/L)，调整饮食的非家族性患者(10例)LDL-C 基线水平＞130 mg/dL(3.4 mmol/L)。主要终点是不良事件的发生，次要终点为REGN 727 对血脂的影响。结果显示REGN 727能显著降低所有研究者的血浆LDL-C 水平，对联合应用阿托伐他汀的家族性高胆固醇血症患者和非家族性高胆固醇血症患者的血浆LDL-C 水平在第1、29、43天分别下降39.2%、53.7%、61%。所有受试者没有停药的不良事件发生。

2.1.2 REGN 727 的Ⅱ期临床研究

Stein 等［11］于2012 年7 月发表了对REGN 727 的Ⅱ期临床研究结果。在此次研究中对77例成人杂合子家族性高胆固醇血症患者进行了多中心、随机、双盲、对照研究。这些患者随机给予REGN 727 不同剂量及频次，150 mg、200 mg、300 mg 每4 周一次和150 mg每2 周一次以及安慰剂治疗，同时接受他汀类药物及饮食调整治疗，部分患者还接受依折麦布治疗。治疗12 周以后使用REGN 727 治疗的患者血浆LDL-C 水平比使用安慰剂治疗的患者显著降低，且剂量不同降低LDL-C 的程度不同。REGN 727 治疗组中没有严重不良事件的发生，未出现转氨酶和肌酸激酶水平超过正常上限3 倍的情况。只有在接受REGN 727 300 mg 治疗的患者中有一例患者出现注射部位反应。Roth 等［12］同样对REGN 727 进行了研究。对92例原发性高胆固醇血症的患者进行了多中心、双盲、随机研究。对这些受试者先用阿托伐他汀治疗至少7周，患者的 LDL-C 水平仍然高于 100 mg/dL(2.6 mmol/L)，然后再将受试者随机分组治疗至少8周，80 mg 阿托伐他汀加REGN 727 每2 周一次、10 mg阿托伐他汀加REGN 727 每2 周一次、80 mg 阿托伐他汀加安慰剂每2 周一次。结果发现阿托伐他汀联用REGN 727 治疗的患者比单用80 mg 阿托伐他汀治疗的患者LDL-C 水平显著降低。在80 mg 阿托伐他汀加REGN 727 治疗每2 周一次的患者中有个体在第二次皮下注射后的12 d 出现注射部位的皮疹。有一例患者出现严重水肿，被认为和治疗有关。

2.2 AMG 145 的研究进展

2.2.1 AMG 145 的Ⅰ期临床研究

Dias 等［13］对AMG 145 的安全性、耐受性、降低LDL-C 的能力进行了Ⅰ期临床研究。对健康受试者、接受高强度他汀类药物治疗的高胆固醇血症患者、杂合子家族性高胆固醇血症患者进行了临床研究。对上述85例患者给予不同剂量的AMG 145 治疗，对28例患者给予安慰剂治疗。研究发现使用AMG 145 治疗的患者降低LDL-C 达到64%。所有接受AMG 145治疗的患者没有不良事件的发生，耐受性较好，没有因为不良事件停药的情况发生。

2.2.2 AMG 145 的Ⅱ期临床研究

Giugliano 等［14］在美国、加拿大、丹麦等78 个中心进行了随机、对照研究。研究了LDL-C ＞2.2 mmol/L同时接受他汀类药物或依折麦布治疗的患者631例，给予不同剂量的AMG 145 及安慰剂治疗(70 mg、105 mg、140 mg、安慰剂每2 周一次，280 mg、350 mg、420 mg、安慰剂每4 周一次)。治疗12 周后观察的主要终点是LDL-C 浓度的变化百分比与基线的比较。AMG 145 及安慰剂治疗2 周的患者LDL-C 浓度减低41.8%～66.4%(与安慰剂治疗相比)。AMG 145 治疗4 周的患者LDL-C 浓度减低41.8%～50.3%。没有与治疗相关的严重不良反应发生，也没有出现危及患者生命的情况。

RUTHERFORD 研究［15］观察AMG 145 对接受他汀类药物治疗的杂合子家族性高胆固醇血症患者的作用;MENDEL 研究［16］入选未接受他汀类药物治疗的LDL-C 水平在2.6～4.9 mmol/L 的患者;GAUSS 研究［17］选择对接受依折麦布治疗而对他汀类药物不能耐受的患者。这几项临床研究都获得了和上述研究相似的临床结果，AMG 145 能显著降低LDL-C 水平。

在2013 年对AMG 145 的研究又有新的进展。Desai 等［18］在Robert P Giugliano 等研究的基础上进行了研究，AMG 145 治疗12 周以后观察终点是脂蛋白a［Lipoprotein(a)，Lp(a)］和其他血脂指标。结果显示:与安慰剂相比AMG 145 分别70 mg、105 mg、140 mg 每2 周一次组，降低Lp(a)为18%、32%、32%。AMG 145 分别280 mg、350 mg、420 mg 每4 周一次组，降低Lp(a)为18%、23%、23%。降低Lp(a)与降低LDL-C 具有相关性。AMG 145 不仅能够降低LDL-C而且还能降低Lp(a)这一独立的危险因素，对预防动脉粥样硬化带来益处。

AMG 145 在杂合子家族性高胆固醇血症的患者中降低LDL-C 的研究较多，然而，在纯合子家族性高胆固醇血症患者中降低LDL-C 的效果是未知的。Stein 等［19］在2013 年报道了对AMG 145 的另一项研究。研究对象是纯合子家族性高胆固醇血症的患者8例，其中有两例患者的LDL-R 阴性，其余6例患者LDL-R 缺失，8例患者均接受他汀类药物或依折麦布稳定LDL-C 的基线水平。AMG 145 皮下注射420 mg每4 周一次，治疗12 周，然后AMG 145 皮下注射420 mg 每2 周一次，治疗12 周。在LDL-R 有缺陷的患者LDL-C 水平的降低和AMG 145 的剂量显著相关。但是LDL-R 是阴性的患者LDL-C 水平没有明显降低。

2.2.3 AMG 145 的Ⅲ期临床研究

Koren 等［20］在2014 年3 月完成了一项对AMG 145 的Ⅲ期临床研究。研究的对象是年龄在18～80岁，100 mg/dL(2.6 mmol/L)≤LDL-C ≤190 mg/dL(4.92 mmol/L)，Framingham 风险评分≤10%的高胆固醇血症患者。部分患者接受依折麦布治疗。结果显示与基线相比，AMG 145 平均降低LDL-C 水平为55%～57%，与安慰剂、依折麦布治疗相比平均降低LDL-C 水平为38%～40%，并且对其他脂蛋白也有作用，显著降低载脂蛋白B、Lp(a)和非高密度脂蛋白胆固醇的水平。这一研究比Ⅱ期临床研究进一步显示了AMG 145 能显著降低LDL-C 水平，并且患者有很好的耐受性，主要不良事件以及与肌肉相关的不良事件在各个治疗组都是可比较的。

2014 年5 月Robinson 等［21］报道了对AMG 145 的另一项Ⅲ期临床研究，从17 个国家、198 个中心纳入高胆固醇血症或混合血脂异常患者2 067例，随机分为24 个组。给予AMG 145 每2 周一次140 mg，每月一次420 mg。对照组为安慰剂或依折麦布。患者同时接受中等强度的他汀类药物治疗(阿托伐他汀10 mg、辛伐他汀10 mg、瑞舒伐他汀5 mg)，或者高强度他汀类药物治疗(阿托伐他汀80 mg、瑞舒伐他汀40 mg)。对于接受高强度他汀类药物治疗的患者，加用AMG 145 治疗12 周时LDL-C 水平降至35 mg/dL(0.91 mmol/L);对于高强度瑞舒伐他汀组，加用AMG 145(每月1 次)治疗12 周可使LDL-C 水平降至33 mg/dL(0.85 mmol/L)，AMG 145(每2 周一次)可使12 周LDL-C 水平降至37 mg/dL(0.96 mmol/L);与基线相比LDL-C 降低了59%～65%。对于接受中等强度他汀类药物治疗的患者，加用AMG 145 治疗12 周时LDL-C 水平降至39～49 mg/dL(1.01～1.27 mmol/L)，较基线降低了59%～66%。而他汀类药物+依折麦布组LDL-C 仅降低了24%。不良事件的发生在使用AMG 145 组、依折麦布组、安慰剂组分别为36%、40%、39%。最常见的不良反应是背痛、关节痛、头痛、肌肉痉挛、四肢疼痛(均＜2%)。

FOURIER 研究正在进行中，旨在探讨PCSK9 抑制剂能否进一步降低心血管事件，将纳入22 500例患者，主要复合终点是心血管死亡、心肌梗死、不稳定型心绞痛住院治疗、脑卒中或冠状动脉血管重建，该研究计划于2018 年揭晓。

3 安全性问题

PCSK9 单克隆抗体就目前的研究来看患者有很好的耐受性，没有引起严重的不良事件，也没有危及患者生命的特例。但PCSK9 作为一种丝氨酸蛋白酶，除了能够降解LDL-R，升高血LDL-C 水平之外，还有其他多种生物学功能，例如，参与神经系统发育［22］、神经细胞的凋亡［23］和调节钠通道、胰岛细胞功能［24］等。因此抑制PCSK9 活性可能存在潜在风险。此外，有报道称LDL-R 可以作为一些病毒如鼻病毒、水疱性口炎病毒、丙型肝炎病毒的受体，因此抑制PCSK9 的活性有可能会增加病毒感染的机会［25］。

4 展望

PCSK9 单克隆抗体的Ⅰ、Ⅱ期及目前已完成的Ⅲ期临床研究显示了降低LDL-C 的疗效非常显著。期待更多的Ⅲ期临床研究来证明单克隆抗体的安全性及有效性，PCSK9 单克隆抗体的长期有效性及长期安全性问题也有待解决，并且，需要更多的数据来探讨PCSK9 抑制剂降低LDL-C 水平是否能够降低临床事件，以及在降低临床事件方面是否会超越他汀类药物。此外，PCSK9 单克隆抗体作为一种针剂，皮下注射能否像胰岛素一样普遍使用，静脉注射对患者是否方便等都是有待解决的问题。PCSK9 单克隆抗体的上市有可能对抗动脉粥样硬化的调脂治疗带来新的阶段。

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